Three-Dimensional Attached Viscous Flow: Basic Principles and Theoretical Foundations

جریان ویسکوز معمولاً در چارچوب نظریه لایه مرزی و به عنوان جریان دو بعدی در نظر گرفته می شود. کتاب‌های مربوط به لایه‌های مرزی حداکثر معادلات توصیفی برای لایه‌های مرزی سه‌بعدی، و راه‌حل‌هایی را اغلب فقط برای برخی موارد خاص ارائه می‌دهند.

این کتاب اصول اولیه و مبانی نظری را در مورد جریان ویسکوز متصل سه‌بعدی ارائه می‌کند. تاکید بر جریان‌های چسبناک سه‌بعدی متصل شده است و نه بر روی لایه‌های مرزی سه‌بعدی. این دامنه وسیع تر با توجه به مسائل نظری و عملی برای تسلط در عمل ضروری است.

موضوعات برهمکنش ضعیف، قوی و جهانی، اصل محلی بودن، خواص جریان ویسکوز سه بعدی، اثرات سطح حرارتی، خواص مشخصه، شرایط سازگاری دیوار، اتصالات بین جریان غیر لزج و لزج، توپولوژی جریان است. ، جریان های شبه یک و دو بعدی، انتقال آرام- آشفته و تلاطم.

اگرچه محدوده سرعت پرواز اولیه مربوط به وسایل نقلیه حمل و نقل هوایی غیرنظامی است، جریان های عبوری از سایر وسایل نقلیه پرنده تا سرعت های مافوق صوت نیز در نظر گرفته می شوند. تاکید بر جریان‌های چسبناک سه‌بعدی کلی است و نه بر روی لایه‌های مرزی سه‌بعدی، زیرا این محدوده وسیع‌تر با توجه به مشکلات نظری و عملی که باید در عمل برطرف شوند، ضروری است.

موضوعات خاص تحت پوشش شامل تعامل ضعیف، قوی و جهانی است. اصل محلی بودن؛ ویژگی های جریان های چسبناک سه بعدی؛ اثرات سطح حرارتی؛ خواص مشخصه؛ شرایط سازگاری دیوار؛ اتصالات بین جریان های غیر لزج و چسبناک؛ توپولوژی جریان؛ جریان های شبه یک و دو بعدی. انتقال آرام- آشفته؛ و تلاطم بحث های مفصل از مثال ها این موضوعات و پدیده های مربوطه را که در جریان های ویسکوز سه بعدی با آن مواجه می شوند، نشان می دهد. معادلات حاکم کامل، روابط دمای مرجع برای ملاحظات کیفی و تخمین خواص جریان، و مختصات بدنه و بالها نیز ارائه شده است. نمونه مشکلات با راه حل ها به خوانندگان اجازه می دهد درک خود را آزمایش کنند.

Viscous flow is treated usually in the frame of boundary-layer theory and as two-dimensional flow. Books on boundary layers give at most the describing equations for three-dimensional boundary layers, and solutions often only for some special cases.

This book provides basic principles and theoretical foundations regarding three-dimensional attached viscous flow. Emphasis is put on general three-dimensional attached viscous flows and not on three-dimensional boundary layers. This wider scope is necessary in view of the theoretical and practical problems to be mastered in practice.

The topics are weak, strong, and global interaction, the locality principle, properties of three-dimensional viscous flow, thermal surface effects, characteristic properties, wall compatibility conditions, connections between inviscid and viscous flow, flow topology, quasi-one- and two-dimensional flows, laminar-turbulent transition and turbulence.

Though the primary flight speed range is that of civil air transport vehicles, flows past other flying vehicles up to hypersonic speeds are also considered. Emphasis is put on general three-dimensional attached viscous flows and not on three-dimensional boundary layers, as this wider scope is necessary in view of the theoretical and practical problems that have to be overcome in practice.

The specific topics covered include weak, strong, and global interaction; the locality principle; properties of three-dimensional viscous flows; thermal surface effects; characteristic properties; wall compatibility conditions; connections between inviscid and viscous flows; flow topology; quasi-one- and two-dimensional flows; laminar-turbulent transition; and turbulence. Detailed discussions of examples illustrate these topics and the relevant phenomena encountered in three-dimensional viscous flows. The full governing equations, reference-temperature relations for qualitative considerations and estimations of flow properties, and coordinates for fuselages and wings are also provided. Sample problems with solutions allow readers to test their understanding.